如何處理數控銑床編程加工工藝
2009年11月19日 14:06點擊：5828作者：默認來源：寧波恒威機械有限公司>>進入該公司展臺
經營：CNC加工中心，數控銑床，臥式加工中心，立式加工中心
1、確定工件的加工部位和具體內容
確定被加工工件需在本機床上完成的工序內容及其與前后工序的。
工件在本工序加工之前的情況。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。
前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準面、基準孔等。
本工序要加工的部位和具體內容。
為了便于編制工藝及程序，應繪制出本工序加工前毛坯圖及本工序加工圖。
2、確定工件的裝夾方式與設計夾具
根據已確定的工件加工部位、定位基準和夾緊要求，選用或設計夾具。數控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座*支持工件。由于數控車床主軸轉速*，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動力卡盤，因它在生產廠已通過了嚴格的平衡，具有高轉速（極限轉速可達4000~6000r/min）、高夾緊力（zui大推拉力為2000~8000N）、高精度、調爪方便、通孔、使用壽命長等優點。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面由操作者隨機配制，可獲得理想的夾持精度。通過調整油缸壓力，可改變卡盤夾緊力，以滿足夾持各種薄壁和易變形工件的特殊需要。為減少細長軸加工時受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內孔時，可采用液壓自動定心中心架，定心精度可達0.03mm。
3、確定加工方案
確定加工方案的原則
加工方案又稱工藝方案，數控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內容。
在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達到質量優、效率高和成本低的目的。
制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段zui少，走刀路線zui短以及特殊情況特殊處理。
先粗后精
為了提高生產效率并保證零件的精加工質量，在切削加工時，應先安排粗加工工序，在較短的時間內，將精加工前大量的加工余量（如圖3-4中的虛線內所示部分）去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。
當粗加工工序安排完后，應接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，當粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。
在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的zui終輪廓應由zui后一刀連續加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。
先近后遠
這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削加工，先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。
先內后外
對既要加工內表面（內型、腔），又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時，通常應安排先加工內型和內腔，后加工外表面。這是因為控制內表面的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應較差，刀尖（刃）的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。
走刀路線zui短
確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。
走刀路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。
在保證加工質量的前提下，使加工程序具有zui短的走刀路線，不僅可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。
優化工藝方案除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。
上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質量。這些都有賴于編程者實際加工經驗的不斷積累與學習。
加工路線與加工余量的關系
在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序對余量過多的部位先作一定的切削加工。
對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線
分層切削時刀具的終止位置
車螺紋時的主軸轉速
數控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉速只要能保證主軸每轉一周時，刀具沿主進給軸（多為Z軸）方向位移一個螺距即可，不應受到限制。但數控車床加工螺紋時，會受到以下幾方面的影響：
螺紋加工程序段中指令的螺距（導程）值，相當于以進給量（mm/r）表示的進給速度F，如果將機床的主軸轉速選擇過高，其換算后的進給速度（mm/min）則必定大大超過正常值；
刀具在其位移的始/終，都將受到伺服驅動系統升/降頻率和數控裝置插補運算速度的約束，由于升/降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產生出的“超前”和“滯后”而導致部分螺牙的螺距不符合要求；
車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現，即車削螺紋需要有主軸脈沖發生器。
1、確定工件的加工部位和具體內容
確定被加工工件需在本機床上完成的工序內容及其與前后工序的。
工件在本工序加工之前的情況。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。
前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準面、基準孔等。
本工序要加工的部位和具體內容。
為了便于編制工藝及程序，應繪制出本工序加工前毛坯圖及本工序加工圖。
2、確定工件的裝夾方式與設計夾具
根據已確定的工件加工部位、定位基準和夾緊要求，選用或設計夾具。數控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座*支持工件。由于數控車床主軸轉速*，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動力卡盤，因它在生產廠已通過了嚴格的平衡，具有高轉速（極限轉速可達4000~6000r/min）、高夾緊力（zui大推拉力為2000~8000N）、高精度、調爪方便、通孔、使用壽命長等優點。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面由操作者隨機配制，可獲得理想的夾持精度。通過調整油缸壓力，可改變卡盤夾緊力，以滿足夾持各種薄壁和易變形工件的特殊需要。為減少細長軸加工時受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內孔時，可采用液壓自動定心中心架，定心精度可達0.03mm。
3、確定加工方案
確定加工方案的原則
加工方案又稱工藝方案，數控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內容。
在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達到質量優、效率高和成本低的目的。
制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段zui少，走刀路線zui短以及特殊情況特殊處理。
先粗后精
為了提高生產效率并保證零件的精加工質量，在切削加工時，應先安排粗加工工序，在較短的時間內，將精加工前大量的加工余量（如圖3-4中的虛線內所示部分）去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。
當粗加工工序安排完后，應接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，當粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。
在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的zui終輪廓應由zui后一刀連續加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。
先近后遠
這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削加工，先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。
先內后外
對既要加工內表面（內型、腔），又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時，通常應安排先加工內型和內腔，后加工外表面。這是因為控制內表面的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應較差，刀尖（刃）的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。
走刀路線zui短
確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。
走刀路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。
在保證加工質量的前提下，使加工程序具有zui短的走刀路線，不僅可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。
優化工藝方案除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。
上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質量。這些都有賴于編程者實際加工經驗的不斷積累與學習。
加工路線與加工余量的關系
在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序對余量過多的部位先作一定的切削加工。
對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線
分層切削時刀具的終止位置
車螺紋時的主軸轉速
數控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉速只要能保證主軸每轉一周時，刀具沿主進給軸（多為Z軸）方向位移一個螺距即可，不應受到限制。但數控車床加工螺紋時，會受到以下幾方面的影響：
螺紋加工程序段中指令的螺距（導程）值，相當于以進給量（mm/r）表示的進給速度F，如果將機床的主軸轉速選擇過高，其換算后的進給速度（mm/min）則必定大大超過正常值；
刀具在其位移的始/終，都將受到伺服驅動系統升/降頻率和數控裝置插補運算速度的約束，由于升/降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產生出的“超前”和“滯后”而導致部分螺牙的螺距不符合要求；
車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現，即車削螺紋需要有主軸脈沖發生器。
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